具有高强度、高吸湿防湿性的多孔瓷砖 |
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| 申请号 | CN201480031256.7 | 申请日 | 2014-05-30 | 公开(公告)号 | CN105246854A | 公开(公告)日 | 2016-01-13 |
| 申请人 | 乐金华奥斯有限公司; | 发明人 | 姜凤圭; 郑胜文; 姜吉镐; 林虎然; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供多孔瓷砖，上述多孔瓷砖包含15重量百分比至60重量百分比的γ- 氧 化 铝 及5重量百分比至20重量百分比的玻璃质结合物质。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多孔瓷砖，其特征在于，包含15重量百分比至60重量百分比的γ-氧化铝及5重量百分比至20重量百分比的玻璃质结合物质。 |
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| 说明书全文 | 具有高强度、高吸湿防湿性的多孔瓷砖技术领域[0001] 本发明涉及具有高强度、高吸湿防湿性的多孔瓷砖(ceramic tile)。 背景技术[0002] 最近，由于建筑物的超高层化、高隔热及高气密化，不强制性地使室内空气与外部空气进行流通，就会降低室内空气的质量。尤其，在夏季，室内湿度升高而导致在客厅的窗户或在室内的墙壁的角落发生结露，并且由此产生霉菌、壁虱等，从而诱发呼吸道疾病及过敏等。 [0005] 但是，目前，在韩国市场的功能性瓷砖产品整体上具有吸湿、防湿功能，但存在瓷砖的强度等物理性质降低的缺点，并且大部分是与功能相比款式优先来制备，从而需要开发确保吸湿防湿功能，并发挥强度及物理特性的陶瓷成型体系相关技术。 发明内容[0006] 本发明要解决的技术问题 [0008] 技术方案 [0009] 在本发明的一实例中，提供多孔瓷砖，上述多孔瓷砖包含约15重量百分比至约60重量百分比的γ-氧化铝及约5重量百分比至约20重量百分比的玻璃质结合物质。 [0011] 上述玻璃质结合物质可包含玻璃料。 [0012] 在上述多孔瓷砖中，相对于总100重量百分比，可包含约25重量百分比至约65重量百分比的母物质。 [0013] 上述母物质可包含选自由粘土、白土、黄土及它们的组合组成的组中的一种以上。 [0015] 在上述多孔瓷砖中，相对于总100重量百分比，可包含约5重量百分比以下的上述添加物。 [0016] 上述多孔瓷砖的弯曲强度可以为约10MPa至约20MPa。 [0017] 上述多孔瓷砖的吸湿防湿量可以为约60g/m2至约100g/m2。 [0018] 上述多孔瓷砖可包含由上述玻璃质结合物质连接的多孔瓷砖形成粒子。 [0019] 上述多孔瓷砖形成粒子的气孔率可以为约30％至约50％。 [0020] 上述多孔瓷砖可包含平均直径为约0.5μm至约50μm的气孔。 [0021] 有益效果 [0023] 图1以图示的方式示出作为本发明一实施例的多孔瓷砖。 [0024] 图2以图示的方式示出以往的多孔瓷砖。 具体实施方式[0025] 以下，对本发明的实例进行详细说明。这仅作为例示而提出，本发明并不局限于这些，本发明由后述的发明要求保护范围而定义。 [0026] 在本发明的一实例中，提供多孔瓷砖，上述多孔瓷砖包含15重量百分比至60重量百分比的γ-氧化铝及5重量百分比至20重量百分比的玻璃质结合物质。 [0027] 通常的多孔瓷砖在制作中需要烧成过程，可根据烧成温度区域分类瓷砖。通常分类为：抛光砖，在约1300℃以上的温度下烧成而成；瓷质砖，在小于1300℃的温度下烧成而成；以及陶质砖，在约800℃的温度下烧成而成，通常，上述烧成温度越高，组织就越紧密，并且呈现高的弯曲强度。 [0028] 以往为了制备使空气进出顺畅的开口气孔，在约1000℃以下温度下，实现多孔瓷砖的烧成过程，由此出现过与通常的瓷质砖及抛光砖相比，组织不紧密且强度弱的问题。 [0029] 因此，为了弥补上述问题，添加规定量的可起到粘结剂作用的玻璃质物质，但越增加玻璃质物质的含量，就越堵塞空气进出的气孔，并且堵塞发挥调湿功能的核心物质的微细气孔，从而存在降低吸湿防湿性的忧虑。 [0030] 对此，在本发明中，为了在不降低吸湿防湿性的情况下，提高调湿瓷砖的弯曲强度，调整在多孔瓷砖组合物内起到调湿功能的γ-氧化铝及起到粘结剂作用的玻璃质结合物质的包含比率，上述多孔瓷砖可包含约15重量百分比至约60重量百分比的γ-氧化铝及约5重量百分比至约20重量百分比的玻璃质结合物质。 [0031] 上述γ-氧化铝，作为过渡状态的氧化铝可赋予调湿功能。上述γ-氧化铝对铝源进行热处理，从而可转化成其他结构相，并且具有宽的比表面积和微细气孔，从而可呈现作为分离膜、催化剂、催化剂的载体及吸附剂的优秀特性。 [0032] 上述γ-氧化铝可形成于多孔瓷砖形成粒子包含的气孔表面来具有优秀的调湿及除臭功能。由此，当湿度高时，上述γ-氧化铝通过上述气孔吸收湿气来起到降低室内湿度的功能，相反，当湿度低时，上述γ-氧化铝释放储存于上述气孔内的湿气来起到提高室内湿度的功能。上述γ-氧化铝可使用商用γ-氧化铝，但在费用节减及有效性方面，具体地，可使用，以低价的铝源通过热处理使铝源相变的γ-氧化铝。 [0033] 上述γ-氧化铝可包含约15重量百分比至约60重量百分比，具体地，可包含约10重量百分比至约35重量百分比。在上述γ-氧化铝小于约15重量百分比的情况下，存在难以呈现充分的调湿功能的忧虑，在上述γ-氧化铝大于约60重量百分比的情况下，随着多孔瓷砖的烧结性降低，存在瓷砖的强度有可能降低的忧虑。 [0034] 因而，可包含上述范围的γ-氧化铝来发挥高的调湿功能，并且可确保稳定的瓷砖的强度。 [0035] 并且，并不特别限制上述γ-氧化铝的比表面积，例如，可以为约150m2/g至约2 2 350m/g。在上述γ-氧化铝的比表面积小于约150m/g的情况下，可呈现充分的调湿功能， 2 在上述γ-氧化铝的比表面积大于约350m/g的情况下，可导致制备工序的难度，并且，存在使制备费用上升的忧虑。 [0036] 具体地，上述γ-氧化铝可包含选自由氮化铝、碳酸铝、氯化铝、氯化铝二水合物、氢氧化铝、氯化铝、硝酸铝、氧化铝溶胶及它们的组合组成的组中的一种铝源的相变物质。只是，上述氧化铝源并不局限于例示的氧化铝源，通过热处理相变成γ-氧化铝的所有铝源可包含于此。 [0037] 例如在，氢氧化铝(Al(OH)3)相变成γ-氧化铝(Al2O3)的情况，氢氧化铝的γ-氧化铝的转换率可以为约0.6至约0.7。 [0038] 上述多孔瓷砖可包含玻璃质结合物质。上述玻璃质结合物质是指含有约75％以上的玻璃的玻璃质物质，上述玻璃质是指在熔融状态下，在急速冷却的情况时，不结晶化，且在原子的排列无长距离规则度的无定形固体状态。 [0039] 具体地，上述玻璃质结合物质可包含约5重量百分比至约20重量百分比。在上述玻璃质结合物质小于约5重量百分比的情况下，存在烧成强度变弱的忧虑，在上述玻璃质结合物质大于约20重量百分比的情况下，存在制备费用增加的问题。因而，包含上述含量范围的玻璃质结合物质，从而可容易实现相对于制备费用发挥更高的烧成强度的效果。 [0040] 上述玻璃质结合物质可包含玻璃料。上述玻璃料作为低熔点玻璃，在低于一般的瓷砖烧成温度约700℃的温度下开始溶解，从而在瓷砖的烧成过程中，使粒子之间的移动变得容易，并且起到粘结剂作用，从而起到提高多孔瓷砖强度的作用。 [0041] 上述玻璃料通过粘结剂作用，来使在多孔瓷砖形成粒子之间作为空气进出通道的气孔变小，并且因γ-氧化铝而堵塞在多孔瓷砖形成粒子表面发挥吸湿防湿性的气孔，从而有可能降低吸湿防湿性。但是，通过调节上述玻璃质结合物质的含量，可抑制因玻璃质结合物质而使多孔瓷砖形成粒子之间的气孔变小，因堵塞多孔瓷砖形成粒子表面的气孔而降低吸湿防湿性的现象。 [0042] 除了上述γ-氧化铝及玻璃质结合物质之外，上述多孔瓷砖可包含母物质。上述母物质作为构成上述多孔瓷砖的基础母材的物质，即在瓷砖内起到骨架作用的物质，具体地，上述母物质可包含选自由粘土、白土、黄土及它们的组合组成的组中的一种以上。 [0043] 并不特别限制上述母物质的含量，其含量可随着根据多孔瓷砖的适用领域及用途添加其他添加物而不同，例如，相对于总100重量百分比，可包含约25重量百分比至约65重量百分比的上述母物质。包含上述范围的母物质，从而可向上述多孔瓷砖赋予适当的成型性及烧结性，进而可确保机械稳定性。 [0044] 上述多孔瓷砖还可包含选自由硅藻土、长石、陶石、石灰、遮光剂及它们的组合组成的组中的一种以上的添加物。并不特别限制上述添加物的含量，可在上述多孔瓷砖的功能未受到损伤的范围内适当地采用。 [0045] 具体地，上述多孔瓷砖中，相对于总100重量百分比，可包含约5重量百分比以下，具体地，可包含约3重量百分比以下的上述添加物。包含上述含量的添加剂，从而可适当地调节γ-氧化铝、玻璃质结合物质及母物质的含量，来以规定水平维持上述多孔瓷砖的成型强度、烧成强度等的物理稳定性及吸湿防湿性的功能。 [0046] 上述添加物中硅藻土为吸收性丰富的多孔质，在形成多孔瓷砖时添加的情况，可进一步提高吸湿功能，其中还可分别包含适当量的其他硅石、长石、陶石及石灰等。并且，上述遮光剂作为使玻璃产品显白色而添加的粉末，其种类不受特别限制，但可包含选自由氯化物、锡、钛氧化物、硫酸盐、磷酸盐、砷酸盐及氟化物组成的组中的一种以上。 [0047] 上述多孔瓷砖的弯曲强度可以为约10MPa至约20MPa。弯曲强度是指在弯曲试验中，受到破坏时的最大拉伸应力，是指对多孔瓷砖施加弯曲压力时，多孔瓷砖受到破坏时的最大拉伸应力。通常的多孔瓷砖的弯曲强度测定为具有小于约10MPa的弯曲强度，但上述多孔瓷砖包含约5重量百分比至约20重量百分比的起到粘结剂作用的玻璃质结合物质，从而可确保与通常的多孔瓷砖的弯曲强度相比提高约100％以上的弯曲强度。 [0048] 非多孔性陶瓷通常的瓷砖弯曲强度为约20MPa，在这种情况下，在运送及施工中极少发生破损，因而通常将上述强度作为适当的强度的基准。因而，上述多孔瓷砖的弯曲强度与通常的瓷砖的弯曲强度类似，可将多孔瓷砖的制作、运送及施工时发生的由物理冲击导致的破损、开裂生产等最小化，并减少损失率，从而可减少生产成本，并提高施工速度。 [0049] 上述多孔瓷砖的吸湿防湿量可以为约60g/m2至约100g/m2。上述多孔瓷砖的吸湿防湿量，为了在人类最舒适的生活状态的中湿度区域(温度为约25℃，相对湿度为约50％至约75％)调节湿度，可由上述瓷砖的吸湿量和防湿量的平均计算。上述瓷砖的吸湿防湿量维持上述范围，从而将由湿气引起的不愉快指数最小化，并且可抑制上述瓷砖产生霉菌及细菌。 [0050] 并且，上述多孔瓷砖包含约15重量百分比至约60重量百分比的γ-氧化铝，可包含在多孔瓷砖形成粒子表面具有规定水平以上的空隙率的气孔。并且，虽然一同包含玻璃质结合物质，但调节上述γ-氧化铝的含量，并调节玻璃质结合物质的含量，从而可确保用于使空气顺畅进出的规定大小的多孔瓷砖形成粒子之间的气孔。 [0051] 图1以图示的方式示出作为本发明一实施例的多孔瓷砖。上述多孔瓷砖可包含由上述玻璃质结合物质连接的多孔瓷砖形成粒子。 [0052] 具体地，多孔瓷砖形成粒子可由玻璃质结合物质连接，在上述多孔瓷砖形成粒子表面可形成有微细气孔，在上述多孔瓷砖形成粒子之间可形成有开口气孔。并且，上述多孔瓷砖形成粒子与微细气孔一同可包含被玻璃质结合物质堵塞的微细气孔，并且调节各个物质的含量，来使弯曲强度及吸湿防湿性最优化。 [0053] 上述多孔瓷砖与以图示示出以往的多孔瓷砖的图2相比，调节形成多孔瓷砖的γ-氧化铝及玻璃质结合物质的含量来包含，由于玻璃质结合物质更坚固地起到粘结剂作用，从而与以往的多孔瓷砖相比可确保更高的强度。 [0054] 上述多孔瓷砖形成粒子的气孔率可以为约30％至约50％。具体地，指分布于多孔瓷砖形成粒子的表面的微细气孔和形成于多孔瓷砖形成粒子之间的开口气孔的气孔率，上述气孔率是指呈现上述微细气孔及开口气孔的孔隙的程度的数值，即，上述气孔率是指相对于多孔性瓷砖形成粒子的整个体积的瓷砖内部的开口气孔及微细气孔体积的百分比。 [0055] 上述多孔瓷砖除了γ-氧化铝之外，包含玻璃质结合物质，可产生被上述玻璃质结合物质堵塞的微细气孔，但通过调节上述γ-氧化铝及玻璃质结合物质的含量，可维持上述范围的气孔率，并且由此可容易实现基于高的调湿功能的优秀的湿度调节效果。 [0056] 上述多孔瓷砖可包含平均直径为约0.5μm至约50μm的气孔。具体地，上述气孔作为形成于上述多孔瓷砖形成粒子之间的气孔，还被称为开口气孔，是指用于使空气顺畅进出的空间。更具体地，上述气孔的平均直径是指上述开口气孔直径的算术平均值。 [0057] 上述多孔瓷砖包含玻璃质结合物质，从而进行粘结剂或粘合剂的作用，与以往的多孔瓷砖的开口气孔相比，具有相对变小的开口气孔的平均直径，由于调节上述玻璃质结合物质的含量，并且可维持上述范围内的开口气孔平均直径，由此可确保用于使空气及水分等顺利进出的流动，并且通过维持高的瓷砖的强度，可维持具有瓷砖内部的微细气孔的γ-氧化铝的相对量来确保调湿功能。 [0058] 具体地，上述多孔瓷砖可包含平均直径为约1nm至约50nm的气孔。此时，上述气孔可以为分布于多孔瓷砖形成粒子的表面的微细气孔，通过使微细气孔维持上述范围的平均直径，可维持高的瓷砖的强度，并且可确保调湿功能。 [0059] 因而，上述多孔瓷砖以规定含量一同包含上述玻璃质结合物质及上述γ-氧化铝，从而可一同确保上述多孔瓷砖的强度及吸湿防湿性。 [0060] 以下，提出本发明的具体实施例。只是，以下记载的多个实施例只用于具体地例示或说明本发明，本发明不应局限于此。 [0061] 实施例及比较例 [0062] 在下列表1中记载的多种固体成分的混合物中添加相对于总量(％)约20～50％的水来通过球磨机进行粉碎，并通过喷雾干燥工序均匀地混合由此得到的浆料，来制备了含水率为8％、平均粒度为300μm的球形颗粒粉末。此时，制备而成的上述颗粒粉末包含在下列表2中记载的多种固体成分。 [0063] 接着，对上述颗粒粉末进行干式冲压成型，来制备了横宽、竖长及厚度分别为5cm、5cm、0.6cm的多孔瓷砖。其次，投入于电加热炉(Furnace)，并在850℃温度下烧成5分钟，来制备了多孔瓷砖。 [0064] 具体地，在制备过程中，氢氧化铝(Al(OH)3)转换为γ-氧化铝(Al2O3)，碳酸钙(CaCO3)转换为生石灰(CaO)，氢氧化铝的γ-氧化铝的转换率可以为约0.6至约0.7，碳酸钙的生石灰转换率可以为约0.5至约0.6，在下列表1及表2中，氢氧化铝的γ-氧化铝的转换率为0.654、碳酸钙的生石灰转换率为0.56。 [0065] 表1 [0066]粘土 氢氧化铝 玻璃料 硅石 山清土 碳酸钙 颜料 合计 实施例1 46.2 19.6 11 1.5 2.2 17.7 0.8 100 实施例2 39.6 29.3 11 1.3 1.9 15.2 0.7 100 实施例3 37.6 29.3 14 1.2 1.8 14.4 0.7 100 实施例4 31 39.1 14 1 1.5 11.9 0.5 100 实施例5 35.5 29.3 15.5 1.1 1.7 13.6 0.8 100 实施例6 28.9 39.1 15.5 0.9 1.4 11.1 0.6 100 比较例1 56 10 17.5 0.9 1.4 11.1 0.6 100 比较例2 16 70 5 0.9 1.4 11.1 0.6 100 比较例3 33 50 3 0.9 1.4 11.1 0.6 100 比较例4 41 20 25 0.9 1.4 11.1 0.6 100 [0067] 表2 [0068]粘土 γ-氧化铝 玻璃料 硅石 山清土 生石灰 颜料 合计 实施例1 54.7 15.2 13.0 1.8 2.6 11.7 0.9 100 实施例2 48.2 23.3 13.4 1.6 2.3 10.4 0.9 100 实施例3 45.6 23.2 17.0 1.5 2.2 9.8 0.8 100 实施例4 38.6 31.9 17.4 1.2 1.9 8.3 0.6 100 实施例5 43.6 23.5 19.0 1.4 2.1 9.4 1.0 100 实施例6 36.5 32.3 19.6 1.1 1.8 7.9 0.8 100 比较例1 62.8 7.3 19.6 1.0 1.6 7.0 0.7 100 比较例2 21.1 60.3 6.6 1.2 1.8 8.2 0.8 100 比较例3 42.4 42.0 3.9 1.2 1.8 8.0 0.8 100 比较例4 46.5 14.8 28.3 1.0 1.6 7.0 0.7 100 [0069] 实验例：多孔瓷砖的吸湿防湿性及弯曲强度的测定 [0070] 测定了上述实施例及比较例的多孔瓷砖的吸湿防湿性及弯曲强度，并将其结果示于下列表3中。 [0071] 1)吸湿防湿量：在25℃的温度及50％的相对湿度(Relative Humidity，RH)条件下，将上述实施例及比较例的多孔瓷砖放置24小时后，重新在25℃的温度及75％的相对湿度条件下，维持12小时来测定重量差异，并且重新在25℃的温度及50％的相对湿度条件下，维持12小时之后，测定重量差异，并将其平均值换算成单位面积来进行了计算。 [0072] 2)弯曲强度：为了测定弯曲强度而使用了三点弯曲强度法，制备三个横宽、竖长分别为约5cm、5cm高度为0.5cm的长方体形状的瓷砖，直到发生破坏为止施加力，来测定了弯曲强度。 [0073] 利用(3PL)/(2wt^2)计算上述弯曲强度，此时，P为当瓷砖被破坏时的最大载荷，L为瓷砖的外部间隔，W为瓷砖的宽度，t为瓷砖的厚度。 [0074] 表3 [0075] [0076] 参照上述表2及表3，实施例1至实施例6作为包含15重量百分比至60重量百分比的γ-氧化铝及5重量百分比至20重量百分比的玻璃料来形成的多孔瓷砖，在弯曲强度的情况，被测定为约10MPa至约20MPa范围内，并且呈现吸湿防湿性的克重表示约60g/m2以上，可类推上述多孔瓷砖随着调节玻璃质结合物质及γ-氧化铝的含量，一同确保弯曲强度及吸湿防湿性。 [0077] 相比之下，与含量相比少包含γ-氧化铝的比较例1的情况下，虽然弯曲强度得到最优化，但由于玻璃料堵塞多孔瓷砖的多个气孔，因而无法确保吸湿防湿性，在与含量相比多包含γ-氧化铝的比较例2的情况下，相对地，母物质，即粘土的含量降低，从而使烧成(成型)强度减小，在制备多孔瓷砖时在烧成过程中被破坏。 [0078] 并且，在与含量相比少包含玻璃质结合物质的比较例3的情况下，因含有γ-氧化铝而使吸湿防湿性得到最优化，但由于玻璃质结合物质的低含量而强度变弱，并且与含量相比多包含玻璃质结合物质的比较例4的情况下，因过量的玻璃质结合物质而在烧成的过程中收缩过度，而弯曲被破坏。 |
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